脑机接口三十问（第四期）

近年来，脑机接口快速走出实验室，成为全球各主要国家前瞻布局的未来产业核心赛道。什么是脑机接口？脑机接口如何实现大脑双向读写？脑机接口怎样链接具身智能、通用人工智能？如何通过脑机接口实现人机交互和共生？为帮助社会公众、科技工作者系统把握脑机接口的内涵外延与发展情况，中国电子学会组织编撰了《脑机接口三十问》。今天推送给大家的是第四期。

第16问 脑机接口和数字孪生、元宇宙、物理AI之间存在怎样的技术联动关系？

脑机接口：可以为多种交互端口提供底层交互入口，为数字孪生、元宇宙、物理AI提供人脑意念、情绪、动作指令输入，同时接收虚拟世界反馈增强虚实交互体验，是未来智能交互的重要技术方向。1.数字孪生：针对工业、城市等现实物理实体的高保真数字映射方式，脑机接口通过脑信号参与孪生系统控制、状态分析和智能决策，有助于实现更加自然，方向性更强的人机协同方式。2.元宇宙：沉浸式虚拟共享空间，借助手柄、VR控制器等方式进行交互，脑机接口有望实现无外设意念操控虚拟数字人和虚拟场景交互，同时向大脑传递虚拟触觉、视觉，大幅提升沉浸感。3.物理AI：具备真实物理环境行动能力的智能系统（机器人、自动驾驶等），脑机接口作为人机协同通道，人类通过意念干预AI决策的同时获取各种传感器的反馈信息实现预演危险操作，降低实体作业风险。

第17问 为什么脑机接口被认为是人机交互的跨越式技术？

脑机接口可以建立更加高效的人机协同方式，拓展人机交互边界，并且使得AI能够借助客观生理信号反馈补齐传统数据收集方式的短板。1.交互路径扩展：突破键盘、语音、肢体动作等传统交互方式限制，意念直接转化为针对AI或者外部设备的指令，为瘫痪、失明、失语、重度神经疾病人群重建信息交互通道，实现无障碍智能。2.打通人机双向认知闭环：传统交互仅人类向AI或者外部设备进行单向信息输入，脑机接口结合感觉反馈和神经调控技术，可实现设备状态向用户直接反馈，促进康复训练、神经功能调节和智能交互体验提升。3.补齐人机协同短板：大模型、世界模型擅长推演，但受限于信息接受方式，无法高效接收人类主观意图。未来脑机接口有望实现实时传递人脑生理化学信号、潜意识、情绪以及复杂任务想法等信息，提升人与智能系统之间的协同效率，大幅提升人工智能在复杂环境中与人类的高效协同能力。

第18问 脑机接口与具身智能如何双向赋能？

脑机接口探索建立人脑与智能体之间的新型交互方式，可在决策辅助、技能训练和智能交互等方向为具身智能提供新的交互路径。一是远程脑控交互。通过解码运动意图等脑信号探索辅助人形机器人完成抓取、操作等任务，提升复杂场景下的人机交互效率。二是虚拟预演训练。脑机接口结合数字孪生和虚拟仿真环境，采集人员操作意图，辅助机器人动作规划和训练优化，降低实体设备调试和试错成本。三是提升跨场景泛化能力。构建脑机闭环反馈系统，将机器人触觉、视觉等信息反馈给用户，提升康复外骨骼、仿生假肢等系统的人机协同能力。

第19问 脑机接口产业发展现状如何？

欧美依托早期在神经科学积累、高端算力、生物材料等领域的长期积累，在侵入式脑机接口核心技术方面具有先发优势。Neuralink、Synchron等企业，以及斯坦福等科研机构，持续推进颅内电极、神经信号解码和闭环脑机接口研究，重点探索医疗康复、人机交互等应用方向。目前，代表性侵入式产品研究项目已开展十年以上长期植入临床数据充足。我国已将脑机接口纳入“十五五”重点布局的未来产业，工业和信息化部等七部门联合出台《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》，围绕基础基础软硬件攻关、高性能产品研发与应用成果转化等作出系统部署，产学研医协同体系加快形成。

第20问 为什么说脑机接口仍处于产业化探索初期？

尽管资本热度高、概念普及，但行业距离大规模成熟商用仍有一定差距，主要面临以下挑战：1.技术路线仍处于多路径演进阶段：侵入式、半侵入/微创式和非侵入式路线并行发展，不同路线在性能、风险、成本和应用场景之间仍需进一步验证。长时序稳定脑电解码、高精度神经反馈与调控、跨个体通用模型等关键技术仍需突破。2.设备泛化能力不足：现有解码模型仅适配训练人群，不同年龄、疾病、体质用户存在脑信号差异，影响系统稳定性。部分侵入式设备长期植入后仍面临信号稳定性下降等问题。3.行业标准、评估体系待完善：全球无统一脑机接口性能评价标准，不同设备在解码准确率、安全性和长期可靠性方面缺少统一比较体系；医疗器械、消费级设备的数据安全和监管规范仍需进一步完善。4.产业配套不完善：柔性生物电极、低功耗专用脑机芯片、高质量标注脑电数据集供给不足，部分高性能材料、核心器件和长期可靠性验证能力仍需进一步提升。